• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.481-488
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• 2013

10 %의 암모니아가 첨가된 메탄 연료의 비예혼합 확산화염에서, 산소/이산화탄소 및 산소/질소의 산화제 내에 산소 비율의 변화에 따른 질소산화물($NO_x$)의 생성 특성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 동축류 제트 화염의 실험에서, 산소/이산화탄소의 산화제인 경우, 측정된 $NO_x$은 산소 비율의 증가에 따라 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에, 산소/질소의 산화제인 경우, $NO_x$은 0.7의 산소 비율에서 최대로 측정되었으며, 산소 비율에 따라 비단조적인 경향을 보였다. 결과적으로, 암모니아가 첨가된 메탄 화염에서 배출되는 $NO_x$는 일반 공기의 조건보다 순산소 연소 조건의 경우가 더 크게 측정되었다. 한편, 다양한 산화제의 조건에 대하여 $NO_x$ 생성 특성을 분석하기 위해서, 동일한 화학반응 메커니즘을 적용하여 1 차원 및 2 차원의 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 산소/질소의 산화제에서 2 차원의 수치해석 결과가 실험적으로 측정된 $NO_x$의 배출 특성을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.194-194
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• 2011

현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 2009년 기준, 1년 동안의 전체 화재발생건수 47,071건 가운데 차량화재의 발생건수가 5,958건으로서 전체의 12.6% 정도를 차지하였다. 그뿐만 아니라 차량 내장재의 주 재질은 가연성을 지닌 열가소성 합성수지들로서 화재가 발생하였을 경우, 다량의 가연성 가스 및 독성가스를 방출하기 때문에 인명 및 재산 피해를 증가시키는 문제점을 갖고 있다. 하지만 아직까지도 이와 같은 수송수단에 대한 화재를 예방하거나 피해를 최소화할 수 있는 화재진압대책 등에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 수송수단의 화재안전성을 분석하고자 각종 수송수단에서 사용되는 오일을 대상으로 연소특성 분석 및 화재하중에 관한 연구를 수행하였다. 분석 대상 오일은 연료용과 부속용 오일로 크게 분류되며, 연료용 오일로는 차량용 경유와 휘발유 그리고 군용차량용 경유, 항공기용 백등유와 제트유, 선박용 고유황경유 등을 선정하였다. 부속용 오일로는 브레이크오일, 파워오일, 엔진오일, 자동변속기오일, 수동변속기오일을 대상으로 각각 일반용과 고급형 2가지씩 시료를 선정하여 분석을 수행하였다. 분석방법은 대상오일들의 기초물성을 고찰하기 위해서 비중계를 이용하여 각 시료들의 비중을 측정하였으며, 문헌으로부터 끓는점, 어는점 및 점도 등을 조사하였다. 또한, 대상오일들의 착화특성을 살펴보고자 콘칼로리미터와 인화점 측정기 및 발화점 측정기 등을 이용하여 발열량, 착화시간, 발연량, 발화점, 인화점 등을 측정하였다. 대상오일들의 물성 및 착화특성에 대한 측정결과를 살펴보면, 비중은 $725.8{\sim}1072.0kg/m^3$ 정도의 값을 나타냈고, 인화점은 영하의 인화점을 갖는 휘발유의 경우, 장비의 특성상 분석이 곤란하여 측정하지 못하였으며, 다른 시료들은 $45.3{\sim}266.6^{\circ}C$정도의 값을 나타냈다. 발화점은 $325.7{\sim}600.6^{\circ}C$정도의 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과들을 활용하면 차량, 선박, 항공기 등에 대한 화재발생과 관련된 화재안전성을 분석하고 이를 통한 수송시스템의 화재에 대한 예방 및 대응 방안의 효율성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권1호
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• pp.37-44
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• 2003

본 실험연구에서는 정상유동상태에서 새롭게 설계된 자가팽창성 그래프트 스텐트의 수력학적 성능을 평가하고자 하였다. 코팅 재질이 다른 두 개의 그래프트 스텐트와 한 개의 타이티놀 금속스텐트가 실험에 사용되었으며, 유량이 가자 5, 10, 15 1/min에서 스텐트 전후에서의 압력변화 및 속도분포를 측정하였다. 스텐트 삽입에 의한 압력손실은 유량이 증가함에 지수적으로 증가하였다. 특히 15 1/min의 유량에서 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트의 압력손실은 거의 동일하나 PU 그래프트 스텐트는 약 6배 이상의 현저한 증가를 보이고 있다. 스텐트 후류에서의 속도분포는 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트는 유량에 관계없이 유사한 형태를 보여주고 있다. 그러나, PU 그래프트 스텐트에서는 특히 유량이 10 1/min 이상에서 속도분포가 비대칭적이고 관 중심에서의 상대적인 낮은 유속을 보여주고 있으며, 결과적으로 벽면전단응력 및 수직응력의 증가론 초래하고 있다. 이와같이 PU 그래프트 스텐트의 상대적으로 낮은 수력학적 성능은 스텐트가 보다 작은 관에 삽입되었을때 코팅재질의 낮은 유연성으로 인하여 스텐트의 표면에 주름이 발생하여 유동단면이 비대칭적으로 되고 벽면의 조도가 증가하며, 관벽과 스텐트와 틈새가 존재하여 제트류가 형성되기 때문으로 해석된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권1호
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• pp.75-88
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• 2002

전리층의 전기 전도도와 전기장을 구함으로써 극지방 전리층의 기후학적 특성을 살펴보았다 이를 위해, 총 109일간의 Sondrestrom 비간섭 산란 레이더 자료를 이용하였다. 전기 전도도와 전기장을 이용하여 전리층 전류 분포를 추정하였고, 구해진 전리층 전류 밀도와 그로 인해 유발되는 지상 지자기 변화를 비교하였다. 또한 지상 지자기 변화(특히, D 성분)에 대한 연자기력선 전류의 효과도 검토되었다. Sondrestrom 상공 전리층에 대한 몇 가지 흥미로운 기후학적 특성을 본 연구로부터 알 수 있었다: (1) 주간의 전기 전도도 분포는 주로 태양 EUV복사에 의한 것이며, 야간에는 미약하다. (2) 극관 영역 전리층의 전기 전도도 분포는, 주간에는 태양 EUV복사에 의한 분포를 보이는 반면, 야간에는 Hall 및 Pedersen 전기 전도도의 시간 평균이 각각 1.6 및 1.2 siemen으로 아주 낮다. (3) 남북 성분 전기장의 최대치가 낮 영역에 나타나는 경향이 있다. 동서 성분 전기장은 Chatanika에 비해 강하다 (4) 동서 성분 전류는 낮 영역에서 강하게 흐른다. 정오 바로 전에 강한 남향 전류가 흐른다. (5) 오로라제트전류와 동시에 관측된 지상 지자기 변화 $({{\Delta}}H)$ 사이에 높은 상관관계를 나타낸다. 하지만 무한판상을 가정한 전류가 크게 과소평가 된다. 또한 ${{\Delta}}H$의 관계보다 더 높게 나타나며, 이것은 연자기력선 전류가 ${\Delta}7$에 영향을 미친다는 것을 의미한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.553-560
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• 2014

도로터널에서는 환기 및 제연을 목적으로 제연펜을 설치하고 있다. 제연펜 용량(제트팬 댓수)은 환기저항 및 승압력이 평형이 되는 상태에서 결정되게 된다. 터널에 운행중이거나 정지된 차량에 의한 승압력 및 저항력은 차량의 항력계수에 영향을 받게 된다. 터널에서의 항력계수는 슬립스트림 효과(또는 shadow effect)와 폐색효과에 영향을 받게 되며, 환기팬 및 제연팬 산정시 이와 같은 효과를 적절히 고려하지 못하고 있는 실정으로 교통 환기력를 과대평가하고 있다. 이에 본 연구에서는 화재시 차량의 차간간격을 반영한 항력계수와 등가저항면적을 산정하기 위해서 터널에 실제로 차량이 정차하는 조건으로 모델링하여 수치해석을 통해 항력계수를 검토하였다. 본 연구 결과, 항력계수에 대형차량 혼입률이 미치는 영향은 명확하지 않으며, 등가저항면적은 현행 도로설계편람기준에 대비 약 86%, 또 구 기준인 한국도로공사 환기설계기준 대비 62.2%수준으로 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.105-115
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• 2014

터널내의 연기거동 및 대피안전성을 평가하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 최근 더욱 길어지고 있는 장대터널의 화재로 인한 연기 및 온도 분포와 안전성을 평가할 수 있는 수치적 방법을 구현하는데 있다. 계산에 사용되는 컴퓨터자원을 최소화하기 위하여 모델로 선정한 터널의 전체길이인 3 km을 사용하는 대신 여러 개의 대피터널이 포함되는 1.5 km만을 해석영역으로 사용하였다. 터널내의 연기거동에 의한 대피자의 안전성을 평가하기 위하여 연기의 밀도에 의한 기시도와 바닥으로부터의 높이를 고려한 SE (smoke environment)값을 사용하였다. 공기 중에 포함된 연기의 밀도는 3차원 전산유체역학을 통하여 구하였다. 이러한 연기 거동에 영향을 미치는 온도분포를 정확하게 모사하기 위하여 터널 벽면을 단열 혹은 일정한 열유속(heat flux) 가정을 사용하는 대신 1차원 열전도(heat conduction)방정식을 이용하여 터널벽면의 온도를 계산하였다. 대피터널간의 거리가 가까울수록 대피자의 안전성은 높아지겠지만 상대적으로 건설비용이 증가하게 된다. 본 연구에서 대피터널의 길이는 250 m로 하였으며 화재 시 제연팬의 운전 조건을 3가지 (팬이 가동되지 않는 조건, 임계풍속이하조건, 임계풍속이상조건)로 나누어 연기의 거동과 온도분포를 고찰하였다. 그리고 화재가 발생한 시간부터 플래쉬오버가 발생한 시간까지의 연기의 거동과 대피자의 상황을 SE를 이용하여 고찰하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권2호
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• pp.141-150
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• 2002

전리층은 우주환경의 변화에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 특히 전기전도도 분포에 관한 정보는 자기권-전리층 상호작용을 이해하는데 필수적이다. 이러한 요구에 부응해서 전기전도도를 구하려는 다양한 시도가 있었다. 본 연구에서는 SuperDARN(Super Dual Auroral Radar Network) 레이더망 중 Goose Bay 및 Stokkseyri 레이더에서 관측한 전기장과 Greenland의 서부해안에 설치된 지자기 관측소에서 동시에 얻은 지상 지자기 기록을 이용하여 전기전도도를 추정하였다. 또한 전리층을 흐르는 전류를 무한판상으로 가정하고 Biot-Savart 및 Ohm의 법칙을 적용하여 Hall 및 Pedersen 전기전도도를 추정하였다. 예상한대로 Hall 전기전도도는 오로라 제트전류대의 중심을 따라 상당히 강화됨을 알 수 있었다. 그러나 Pedersen 전기전도도는 광범위한 지역에 서 음의 값이 나타났다. 이러한 문제를 보완하기 위해서 지자기 변화 성분인 ${\Delta}D$에 연자기력선 전류의 효과를 고려하였다. 그 결과 이전에 음으로 나타난 지역이 상당히 감소되었다. 따라서 지상 지자기 변화 자료와 레이더에서 관측된 전기장을 이용해서 전기전도도를 구하는 경우 연자기력선 전류의 효과를 고려해야 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권4호
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• pp.12-20
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• 2001

본 연구에서는 부력제트 혼합에 영향을 주는 인자들의 시계열자료를 이용하여 통계적 특성을 구하는 방법을 국내의 대표적인 하수방류시스템에 적용하여 기존 연구견과와 비교함으로써 이러한 연구방법의 필요성을 검토하였다. 마산만 수중확산관에 대한 63일간의 자료를 이용하여 선형플륨 방정식을 1500회 이상 적용하여 초기희석률, 근역구간 크기, 플륨상승고에 대한 빈도분포를 구한 결과, 초기희석률은 30~71의 범위를 보이며, 평균값은 34로 나타났으며, 이는 염분부족도를 이용한 현장희석률 관측견과와 유사하게 나타났다. 관역구간 길이는 5.4~36.2 m의 범위와 평균값 9.5 m, 플륨상승고는 8.1~10.2 m의 변위와 평균값 8.9 m의 결과를 나타내었다. 그러나 해당기간 중의 전체의 30~44 % 기간만이 각각의 근역특성들이 평균값 이상을 나타내므로, 해양방류시스템을 설계 및 해석함에 있어서 통계적 빈도해석에 의한 방류하수의 희석률과 혼합구간의 범위에 대한 파악이 매우 중요하다고 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.98-108
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• 2006

지금까지 우리나라에서 수행된 소형 다동체 레저낚시어선의 선형개발 현황을 살펴보면 배의 길이 LOA 15 m, LBP 12 m, 총톤수 9.77톤, 경하배수량 15.1톤인 쌍동선은 이미 선형개발이 완료되어 건조후 운항 중에 있는데, 이는 선박검사기술협회의 주관으로 충남대학교, 인하대학교, 서울대학교와 조선소인 (주)어드밴스드마린테크가 공동참여하여 낚시전용어선으로 선형개발한 것으로서 선체의 재질은 FRP(Fiber Reinforced Plastics)이고, 주기관은 디젤엔진 $360ps{\times}2800rpm{\times}2sets$(시제선은 $283ps{\times}2600rpm{\times}2sets$ 장착)에 워터제트(Water Jet) 추진시스템을 채용하였다. 이러한 사항을 바탕으로. 이 논문에서는 배의 길이 LOA 17 m, LBP 14m(Side Hull 6 m), 총톤수 9.77톤, 경하배수량 11.2톤인 삼동선형의 개발을 목표로 추진되었던 인하대학교 황해권 수송시스템 연구센터(CTYS)사업과 관련하여 소형 다동체 레저어선의 선형설계에 관하여 기술하고자 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.200-209
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• 2018

일반적으로 자율주행 차량은 측위를 위하여 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 절대위치 신호를 수신하여 지도에 매칭하는 방식을 사용한다. 하지만 도심이나 터널에서 정상적인 위성신호를 수신하기 어렵기 때문에 추측항법(Dead Reckoning)으로 절대위치를 추측하므로 누적 오차의 주기적 보정이 병행되어야 한다. 본 연구에서는 자율주행시 GNSS 위치 신호 수신이 어려운 터널 내에서 사용되는 추측항법의 오차를 일정수준 이하로 유지하기 위하여 기존 도로시설물을 이용한 오차 보정을 위한 시설물의 선정 방법을 제안하였다. 시설물의 특성으로서 모양, 설치위치 등 '다양성' 검토를 위하여 관련 기준 검토, 영상 및 라이다센서 조사로 얼마나 잘 인지하는 지에 대한 '인지성' 조사, 설치위치 및 간격에 의한 '규칙성'을 조사하여 후보시설물을 선정하였다. 본 연구 결과로 측위오차 보정 지원시설로 소화전함/안내표지(50m), 유도표지등A(300m), Lane Control System(500m), 최고/최저속도제한표지, 제트팬을 선정하였으며, 기존 시설물만으로 오차 보정이 가능하다고 판단하였다. 본 연구의 결과는 자율주행 차량의 터널내 측위보정시 활용될 것으로 기대된다.